一种针对载体装置的状态实时监控系统.pdf

本发明公开了一种针对载体装置的状态实时监控系统。包括载体装置控制终端、手持式数据采集以及通讯端、监管端；载体装置控制终端是被监控的移动主体。监管端利用覆盖广泛的GPRS网络准实时主动或被动远程接收包含多个载体状态的GPRS数据流，并在本地服务器上进行状态处理、储存、分发。异常或事故发生时，监管端担当应急平台，负责与载体装置控制终端、手持式数据采集器联络，对安保箱终端的状态与手持式数据采集以及通讯端的持有人进行行为干预。手持式数据采集以及通讯端辅助人员在短程范围内检测载体装置控制终端的状况、远

1.  一种针对载体装置的状态实时监控系统；包括载体装置控制终端、手持式数据采集以及通讯端、监管端；载体装置控制终端用于内置转运物资，是被监控的移动主体；其特征在于：
载体装置控制终端包括：GPS接收机，开关状态监测模块，温度监测模块，电源耗电监测模块，短程信号收发模块、数据处理模块、报警模块、GPRS收发模块；GPS接收机，开关状态监测模块，温度监测模块，电源耗电监测模块，短程信号收发模块分别与数据处理模块相连，数据处理模块又与报警模块、GPRS收发模块相连；
GPS接收机上电后，输出所在地理位置、时刻；
开关状态监测模块监测载体装置盖子的开合状态和开合动作；
温度监测模块监控温度敏感器输出的温度采样值；
电源耗电监测模块输出电源电压等数值；
短程信号收发模块用于和手持式数据采集以及通讯端之间的短程信号收发模块进行无线通讯；同时，根据射频信号衰减程度估算两者之间的相对距离；
数据处理模块处理以上模块得到的各类数据，并与设定好的门限值进行逻辑比较；当采样值违反预设逻辑，数据处理模块启动报警模块动作，与此同时，数据处理模块还不间断地把敏感器的采样值处理、组包，并发给监管端；
报警模块：当采样值违反预设逻辑，数据处理模块的启动报警模块，令其发出各种警报；
监管端包括：数据处理模块、GPRS收发模块、存储备份模块、人机交互模块、报警模块、常规通讯模块；数据处理模块分别与GPRS接收模块、存储备份模块、人机交互模块、报警模块相连；监管端的常规通讯模块与手持式数据采集以及通讯端中的常规通讯模块相连；
GPRS收发模块接入GPRS网络，从中接收载体装置控制终端发送来的数据包；
存储备份模块把接收模块收到的数据包存储到电脑硬盘；
人机交互模块将数据处理模块处理后的数据进行图形化或文字化显示，供监管端操作员监控；
报警模块中设有门限值，一旦各类信息超过门限值，即发出报警信息，给看守监管端的操作员警示；
常规通讯模块：监管端操作员收到警示信息后，通过常规通讯手段方式和手持式数据采集以及通讯端的通讯模块沟通，并及时进行处理；
手持式数据采集以及通讯端包括常规通讯模块、存储备份模块、数据处理模块、短程信号收发模块、人机交互模块、报警模块、寻的与查询模块；数据处理模块分别与常规通讯模块、存储备份模块、短程信号收发模块、人机交互模块、报警模块、寻的与查询模块相连；
短程信号收发模块和载体装置控制终端的短程信号收发模块进行双向无线通讯；同时，数据处理模块根据短程信号收发模块收到的射频信号的衰减程度估算两者之间的相对距离；
存储备份模块把短程信号收发模块获得的实时距离情况的数据包存储；
人机交互模块把短程信号收发模块获得的数据包进行图形化或文字化显示，提供给操作员；
寻的与查询模块：如果手持式数据采集以及通讯端有需要知道载体装置控制终端的各类信息，包括：开关状态、电源耗电、温度监测以及载体装置的位置等，就启动寻的与查询模块，其通过手持式数据采集以及通讯端的数据处理模块控制短程信号收发模块发出请求指令，则载体装置控制终端的数据处理模块中将当时的各类信息打包发送给手持式数据采集以及通讯端；
报警模块提供设备操作员警示功能；操作员收到警示信息后，通过常规通讯模块和监管端的人员沟通，然后进行异常处理或者依照操作规程自行处理。

2.  根据权利要求1所述的一种针对载体装置的状态实时监控系统，其特征在于：其信号转换关系为：
步骤一：在载体装置控制终端，GPS接收机实时将指示载体位置的信号以及载体所处位置时的时间发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端；
步骤二：同时，在载体装置控制终端，开关状态监测模块将载体开关的次数、时间长短等信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端；
步骤三：同时，温度监测模块实时监控载体装置内部的温度变化情况，并将有关信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端；
步骤四：同时，电源耗电监测模块对载体装置内电池的耗电情况进行监控，并将有关信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端；
步骤五：短程信号收发模块实时与手持式数据采集以及通讯端部分的短程信号收发模块进行通信，保证在安全距离内两部分的实时联络；并进行实时监控；一旦载体装置控制终端与手持式数据采集以及通讯端之间的距离超过设定的安全距离，手持式数据采集以及通讯端的短程信号收发模块将与相对距离相关的信息传给数据处理模块，数据处理模块启动手持式数据采集以及通讯端部分的报警模块，报警模块予以提示或发出警告；同时，数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端；
步骤六：如果手持式数据采集以及通讯端需要，启动寻的与查询模块，其通过手持式数据采集以及通讯端的数据处理模块经短程信号收发模块从载体装置控制终端的数据处理模块中将当时的各类信息打包发送给手持式数据采集以及通讯端；
步骤七：步骤一至步骤五的各类信息经GPRS收发模块给数据处理模块，数据处理模块将处理后的数据发给存储备份模块进行备份的同时，发给人机交互模块予以显示；
步骤八：与步骤七同时，数据处理模块将处理后的数据发给报警模块；如果各类信息在报警模块设定的门限值内，将作一般状态表示；否则，一旦各类信息的任何一个超过设定的门限值，即发出报警信息，给监管端操作员警示；
步骤九：监管端操作员收到警示信息后，通过常规通讯手段方式和手持式数据采集以及通讯端的通讯模块沟通，并及时通知手持式数据采集以及通讯端的辅助操作人员进行处理。

3.  按照权利要求1所述的一种针对载体装置的状态实时监控系统，其特征在于：在步骤五中设定的安全距离指在载体装置控制终端的短程信号收发模块中设为两级安全距离的阈值，一级安全距离的阈值同时植入手持式数据采集以及通讯端的报警模块中，二级安全距离的阈值同时植入监管端的报警模块中；当载体装置控制终端与手持式数据采集以及通讯端之间超过任何一个阈值时，相关报警模块将被启动。

一种针对载体装置的状态实时监控系统
技术领域
本发明是一种针对载体装置的状态实时监控系统，属于电子技术的网络告警领域。
背景技术
在日常工作和生活中，人们在外出时有时会而携带一些贵重物品或者重要文件。例如银行职员携带大笔现金、支票，国家相关部门涉密人员携带机密文件等。这些物品在携带外出时有可能发生遗失、被盗等意外情况，给人们造成严重损失，甚至危害到国家安全。因此，通常将上述物品放入专门的载体装置(如密码箱、电子保险箱等)中，并通过随身携带的信号接收设备对其进行状态监控。
目前，这种移动式物品存放与监控装置种类繁多、功能各异。其基本原理是在载体装置中放置信号发射机，将信号接收机放于物主身上，当保险箱离开人体一定距离时，信号发射机将向信号接收机发出警报。随着对物品信息监控要求的提高，在载体装置上部署了功能更全的监控设备，例如增加部署数据处理芯片，并结合GPS定位仪、温度监控、GPRS收发器、超距报警信号发送器等设备。实现对载体装置的更全面信息获取。
但是，现有这些设备都是对载体装置本身做出改进，而位于携带人员身上的信息接收设备还仅仅停留在被动获取数据的程度，携带人员只是得知载体装置是否超距、其大概位置信息等较少的信息，且不能对其进行进一步管控。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对载体装置的状态实时监控系统。提高了判断的有效性，减少了误报漏报的情况。
本发明的技术方案是载体装置控制终端、手持式数据采集以及通讯端、监管端三部分组成：
载体装置控制终端用于内置转运物资，是被监控的移动主体。包括：GPS接收机(指示载体的所在地理位置以及输出GPS时间)，开关状态监测模块，温度监测模块，电源耗电监测模块，短程信号收发模块、数据处理模块、报警模块、GPRS收发模块。
GPS接收机，开关状态监测模块，温度监测模块，电源耗电监测模块，短程信号收发模块分别与数据处理模块相连，数据处理模块又与报警模块、GPRS收发模块相连。
GPS接收机可在市场上采购获得。上电后，输出所在地理位置、时刻。
开关状态监测模块监测载体装置盖子的开合状态和开合动作。
温度监测模块监控温度敏感器输出的温度采样值。
电源耗电监测模块输出电源电压等数值，以衡量电源耗电多少。
短程信号收发模块用于和手持式数据采集以及通讯端之间的短程信号收发模块进行无线通讯。同时，根据射频信号衰减程度估算两者之间的相对距离。
数据处理模块处理以上模块得到的各类数据，并与设定好的门限值进行逻辑比较。当采样值违反预设逻辑，数据处理模块启动报警模块动作，与此同时，数据处理模块还不间断地把敏感器的采样值处理、组包，并发给监管端。
报警模块：当采样值违反预设逻辑，数据处理模块的启动报警模块，令其发出各种警报。
监管端利用覆盖广泛、快速廉价的GPRS网络准实时主动或被动远程接收包含多个载体状态的GPRS数据流，从而有效监管载体装置终端的安全状况，并在本地服务器上进行状态处理、储存、分发。异常或事故发生时，监管端担当应急平台，负责与载体装置控制终端、手持式数据采集器联络，对安保箱终端的状态与手持式数据采集以及通讯端的持有人进行行为干预。信息处理中心用户提供分级授权的管理服务。
包括：数据处理模块、GPRS收发模块、存储备份模块、人机交互模块、报警模块、常规通讯模块。数据处理模块分别与GPRS接收模块、存储备份模块、人机交互模块、报警模块相连；监管端的常规通讯模块与手持式数据采集以及通讯端中的常规通讯模块相连。
GPRS收发模块接入GPRS网络，从中接收载体装置控制终端发送来的数据包。
存储备份模块把接收模块收到的数据包存储到电脑硬盘。
人机交互模块将数据处理模块处理后的数据进行图形化或文字化显示，供监管端操作员监控。
报警模块中设有门限值，一旦各类信息超过门限值，即发出报警信息，给看守监管端的操作员警示。
常规通讯模块：监管端操作员收到警示信息后，通过常规通讯手段(如手机、电话、短信等)方式和手持式数据采集以及通讯端的通讯模块沟通，并及时进行处理。
手持式数据采集以及通讯端辅助人员在短程范围内检测载体装置控制终端的状况、远程请示和接收上级指令。包括常规通讯模块、存储备份模块、数据处理模块、短程信号收发模块、人机交互模块、报警模块、寻的与查询模块。数据处理模块分别与常规通讯模块、存储备份模块、短程信号收发模块、人机交互模块、报警模块、寻的与查询模块相连。
短程信号收发模块和载体装置控制终端的短程信号收发模块进行双向无线通讯。同时，数据处理模块根据短程信号收发模块收到的射频信号的衰减程度估算两者之间的相对距离。
存储备份模块把短程信号收发模块获得的实时距离情况的数据包存储。
人机交互模块把短程信号收发模块获得的数据包进行图形化或文字化显示，提供给操作员。
寻的与查询模块：如果手持式数据采集以及通讯端有需要知道载体装置控制终端的各类信息，包括：开关状态、电源耗电、温度监测以及载体装置的位置等，就启动寻的与查询模块，其通过手持式数据采集以及通讯端的数据处理模块控制短程信号收发模块发出请求指令，则载体装置控制终端的数据处理模块中将当时的各类信息打包发送给手持式数据采集以及通讯端；
报警模块提供设备操作员警示功能。操作员收到警示信息后，通过常规通讯模块和监管端的人员沟通，然后进行异常处理或者依照操作规程自行处理。
信号转换关系为：
步骤一：在载体装置控制终端，GPS接收机实时将指示载体位置的信号以及载体所处位置时的时间发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。
步骤二：同时，在载体装置控制终端，开关状态监测模块将载体开关的次数、时间长短等信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。
步骤三：同时，温度监测模块实时监控载体装置内部的温度变化情况，并将有关信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。
步骤四：同时，电源耗电监测模块对载体装置内电池的耗电情况进行监控，并将有关信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。
步骤五：短程信号收发模块实时与手持式数据采集以及通讯端部分的短程信号收发模块进行通信，保证在安全距离内两部分的实时联络；并进行实时监控。一旦载体装置控制终端与手持式数据采集以及通讯端之间的距离超过设定的安全距离，手持式数据采集以及通讯端的短程信号收发模块将与相对距离相关的信息传给数据处理模块，数据处理模块启动手持式数据采集以及通讯端部分的报警模块，报警模块予以提示或发出警告。同时，数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。
步骤六：如果手持式数据采集以及通讯端需要，启动寻的与查询模块，其通过手持式数据采集以及通讯端的数据处理模块经短程信号收发模块从载体装置控制终端的数据处理模块中将当时的各类信息打包发送给手持式数据采集以及通讯端；
步骤七：步骤一至步骤五的各类信息经GPRS收发模块给数据处理模块，数据处理模块将处理后的数据发给存储备份模块进行备份的同时，发给人机交互模块予以显示；
步骤八：与步骤七同时，数据处理模块将处理后的数据发给报警模块。如果各类信息在报警模块设定的门限值内，将作一般状态表示；否则，一旦各类信息的任何一个超过了设定的门限值，即发出报警信息，给监管端操作员警示。
步骤九：监管端操作员收到警示信息后，通过常规通讯手段(如手机、电话、短信等)方式和手持式数据采集以及通讯端的通讯模块沟通，并及时通知手持式数据采集以及通讯端的辅助操作人员进行处理。
其中，在步骤五中设定的安全距离指在载体装置控制终端的短程信号收发模块中设为两级安全距离的阈值，一级安全距离的阈值同时植入手持式数据采集以及通讯端的报警模块中，二级安全距离的阈值同时植入监管端的报警模块中；当载体装置控制终端与手持式数据采集以及通讯端之间超过任何一个阈值时，相关报警模块将被启动。
附图说明
图1是载体装置实时监控系统组成的示意图。
具体实施方式
现结合说明书附图对本发明进行进一步的表述。
本发明的技术方案是载体装置控制终端、手持式数据采集以及通讯端、监管端三部分组成：
载体装置控制终端用于内置转运物资，是被监控的移动主体。包括：GPS接收机(指示载体的所在地理位置以及输出GPS时间)，开关状态监测模块，温度监测模块，电源耗电监测模块，短程信号收发模块、数据处理模块、报警模块、GPRS收发模块。
GPS接收机，开关状态监测模块，温度监测模块，电源耗电监测模块，短程信号收发模块分别与数据处理模块相连，数据处理模块又与报警模块、GPRS收发模块相连。
GPS接收机可在市场上采购获得。上电后，输出所在地理位置、时刻。
开关状态监测模块监测载体装置盖子的开合状态和开合动作。
温度监测模块监控温度敏感器输出的温度采样值。
电源耗电监测模块输出电源电压等数值，以衡量电源耗电多少。
短程信号收发模块用于和手持式数据采集以及通讯端之间的短程信号收发模块进行无线通讯。同时，根据射频信号衰减程度估算两者之间的相对距离。
数据处理模块处理以上模块得到的各类数据，并与设定好的门限值进行逻辑比较。当采样值违反预设逻辑，数据处理模块启动报警模块动作，与此同时，数据处理模块还不间断地把敏感器的采样值处理、组包，并发给监管端。
报警模块：当采样值违反预设逻辑，数据处理模块的启动报警模块，令其发出各种警报。
监管端利用覆盖广泛、快速廉价的GPRS网络准实时主动或被动远程接收包含多个载体状态的GPRS数据流，从而有效监管载体装置终端的安全状况，并在本地服务器上进行状态处理、储存、分发。异常或事故发生时，监管端担当应急平台，负责与载体装置控制终端、手持式数据采集器联络，对安保箱终端的状态与手持式数据采集以及通讯端的持有人进行行为干预。信息处理中心用户提供分级授权的管理服务。
包括：数据处理模块、GPRS收发模块、存储备份模块、人机交互模块、报警模块、常规通讯模块。数据处理模块分别与GPRS接收模块、存储备份模块、人机交互模块、报警模块相连；监管端的常规通讯模块与手持式数据采集以及通讯端中的常规通讯模块相连。
GPRS收发模块接入GPRS网络，从中接收载体装置控制终端发送来的数据包。
存储备份模块把接收模块收到的数据包存储到电脑硬盘。
人机交互模块将数据处理模块处理后的数据进行图形化或文字化显示，供监管端操作员监控。
报警模块中设有门限值，一旦各类信息超过门限值，即发出报警信息，给看守监管端的操作员警示。
常规通讯模块：监管端操作员收到警示信息后，通过常规通讯手段(如手机、电话、短信等)方式和手持式数据采集以及通讯端的通讯模块沟通，并及时进行处理。
手持式数据采集以及通讯端辅助人员在短程范围内检测载体装置控制终端的状况、远程请示和接收上级指令。包括常规通讯模块、存储备份模块、数据处理模块、短程信号收发模块、人机交互模块、报警模块、寻的与查询模块。数据处理模块分别与常规通讯模块、存储备份模块、短程信号收发模块、人机交互模块、报警模块、寻的与查询模块相连。
短程信号收发模块和载体装置控制终端的短程信号收发模块进行双向无线通讯。同时，数据处理模块根据短程信号收发模块收到的射频信号的衰减程度估算两者之间的相对距离。
存储备份模块把短程信号收发模块获得的实时距离情况的数据包存储。
人机交互模块把短程信号收发模块获得的数据包进行图形化或文字化显示，提供给操作员。
寻的与查询模块：如果手持式数据采集以及通讯端有需要知道载体装置控制终端的各类信息，包括：开关状态、电源耗电、温度监测以及载体装置的位置等，就启动寻的与查询模块，其通过手持式数据采集以及通讯端的数据处理模块控制短程信号收发模块发出请求指令，则载体装置控制终端的数据处理模块中将当时的各类信息打包发送给手持式数据采集以及通讯端；
报警模块提供设备操作员警示功能。操作员收到警示信息后，通过常规通讯模块和监管端的人员沟通，然后进行异常处理或者依照操作规程自行处理。
步骤一：在载体装置控制终端，GPS接收机实时将指示载体位置的信号以及载体所处位置时的时间发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。例如，GPS接收机可以产生地理经纬度数据东经119.33度、北纬39.48度以及时刻2009年3月1日13时24分30秒。
步骤二：同时，在载体装置控制终端，开关状态监测模块将载体装置开关的次数、时间长短等信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。例如，载体装置开关累计开关23次、当前状态开、此前的开合动作是由关到开。上述开合信息将发送给监管端。
步骤三：同时，温度监测模块实时监控载体装置内部的温度变化情况，并将有关信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。例如，温度检测模块通过传感器获得内部温度32度。
步骤四：同时，电源耗电监测模块对载体装置内电池的耗电情况进行监控，并将有关信息发给数据处理模块；数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。例如，电源耗电监测模块对载体装置内电池的耗电情况测量结果为3.42伏特。
步骤五：短程信号收发模块实时与手持式数据采集以及通讯端部分的短程信号收发模块进行通信，保证在安全距离内两部分的实时联络；并进行实时监控，一旦载体装置控制终端与手持式数据采集以及通讯端之间的距离超过设定的安全距离，手持式数据采集以及通讯端的短程信号收发模块将相关信息传给数据处理模块，数据处理模块启动手持式数据采集以及通讯端部分的报警模块，报警模块予以提示或发出警告，同时，数据处理模块通过GPRS收发模块将这些信息发给监管端。
例如：根据预先进行的安全距离试验数据，在手持式数据采集以及通讯端设置射频信号的采集强度的门限值是-90dbmW。若手持式数据采集以及通讯端设置射频信号的采集强度的实际值是-95dbmW，则报警模块发出连续的刺耳鸣叫声。
步骤六：如果手持式数据采集以及通讯端需要，启动寻的与查询模块，其通过手持式数据采集以及通讯端的数据处理模块经短程信号收发模块从载体装置控制终端的数据处理模块中将当时的各类信息打包发送给手持式数据采集以及通讯端；
例如：如果载体装置的看管人员在夜间(或大雾、或停电、或丛林内)情况下无法看到载体装置的情况下，需要知道载体装置的大概位置，则可以启动寻的与查询模块的寻的功能；载体装置收到后，令报警模块发出连续的刺耳鸣叫声。如果，启动寻的与查询模块的查询功能，则载体装置的数据处理模块把温度、电压耗电、开合状态等数据打包发给手持式数据采集以及通讯端。
步骤七：步骤一至步骤五的各类信息经GPRS收发模块给数据处理模块，数据处理模块将处理后的数据发给存储备份模块进行备份的同时，发给人机交互模块予以显示；
例如：以进度条的方式显示电压，以文字的方式显示正常或异常，以数字的方式显示开合次数；
步骤八：与步骤七同时，数据处理模块将处理后的数据发给报警模块，如果各类信息在报警模块设定的门限值内，将不作表示，一旦各类信息的任何一个超过了设定的门限值，即发出报警信息，给监管端操作员警示。
例如：如果载体装置电压6.99伏特，但是门限值是6.5伏特，这说明接近载体装置电池耗电枯竭状态，则报警提示电源不足、需要充电。
如果是不允许开启载体装置的人员在未经允许的情况下打开转置，监管端收到装置被开启的数据，则给监管端操作员警示强烈闪烁，表明有人违法操作，可能发生抢劫、盗窃等事故。
如果温度模块报告载体装置内部温度207度，则载体装置内部情况与人们常识相违背，说明是有可能发生火灾等事故。
步骤九：监管端操作员收到警示信息后，通过常规通讯手段(如手机、电话、短信等)方式和手持式数据采集以及通讯端的通讯模块沟通，并及时通知手持式数据采集以及通讯端的辅助操作人员进行处理。
例如：监管端操作员发现载体装置内部温度多次提示207度(或其它高温情况)，则有可能载体装置的看守人员在玩忽职守或者没有及时处理事故，也有可能敏感器误识别造成虚警，故通过拨打电话(或发短信)的方式实时查询现场情况直到原因查明、事故排除。
其中，在步骤五中设定的安全距离指在载体装置控制终端的短程信号收发与距离监测模块中设为两级安全距离的阈值，一级安全距离的阈值同时植入手持式数据采集以及通讯端的报警模块中，二级安全距离的阈值同时植入监管端的报警模块中；当载体装置控制终端与手持式数据采集以及通讯端之间超过任何一个阈值时，相关报警模块将被启动。
本发明包括但不限于以上的实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何局部改进，等同替换都将视为在本发明的保护范围之内。